骨缺损重建的治疗方法已经发展,如今包含多种手术选择。对于复杂骨折,要成功保肢,需要考虑患者的个体特征、软组织情况以及损伤中的骨折相关因素。发生伴有骨丢失的骨折患者可能存在软组织缺损,这就需要采用骨科整形方法进行处理。随着保肢选择扩展到各种全内置式、组合式和外固定器等方案,将患者因素纳入治疗方案是行之有效的。骨科医生和整形外科医生之间的协作拓宽了保肢选择,但也增加了决策的复杂性。诸如糖尿病、肥胖症、营养不良和外周血管疾病等宿主因素会使治疗方案变得复杂,并且可能影响肢体重建的成功率 。 大多数已发表的数据来自小规模回顾性研究系列,并未对诊疗过程(包括不良事件)进行完整描述。Bezstarosti等人近期的一项系统综述对43项涉及1530例骨折相关感染且伴有临界大小骨缺损患者的研究进行了报道。所有研究中骨缺损的平均大小为6.6厘米,其中86%位于胫骨。尽管方法学上的局限使得无法就一种肢体重建方法相较于另一种的优越性得出确凿结论,但据报道,其成功率为94%,复发率为8%,截肢率为3%。所比较的技术代表了保肢外科医生目前采用的策略(Llizarov骨搬运技术、Masquelet(诱导膜)技术、松质骨移植和血管化骨移植)。 患者方面的考量因素包括社会支持、对保肢策略的严重性及持续时间的认知能力,以及能否配合多次就诊、再次手术和休假。最终,由于临床问题的异质性,外科医生会采用务实的方法,这依赖于他们的专业技术知识、当地医疗机构的限制条件、软组织缺损情况以及受累骨骼状况。缺损的大小和位置以及感染史也是额外需要考虑的因素 。 严重的骨缺损是指若不进行二次手术干预就无法愈合的骨缺损。这类缺损的大小通常为2.5厘米,或达到受累长骨直径的两倍。治疗方案可分为生物性重建和非生物性重建。生物性重建方法包括牵张成骨(Llizarov法)、自体骨移植、血管化骨移植以及诱导膜(Masquelet)技术 。非生物性重建策略包括同种异体骨移植和三维打印金属植入物。治疗成本和护理效率是医疗服务提供者在决策过程中会持续考量的重要因素。 牵张成骨技术由加夫里尔·伊里扎洛夫(Gavril Ilizarov)在20世纪50年代开发,这其中还包括他发明的器械--Llizarov环形外固定器。Llizarov的理论基于张力-应力法则,该法则描述了低能量截骨、骨骼稳定性以及以特定速率和节奏进行牵张的原理。有趣的是,尽管Llizarov方法的科学原理一直未变,但用于移动骨段的内固定和外固定技术(以及计算机软件)却在不断发展。最初的不锈钢环形-块式固定器已演变成由基于网络的软件和电动自动支柱支撑的航空铝制六足架。全内置技术也在不断发展,以改善患者体验并减少与环形固定器相关的并发症,如针道感染和疤痕形成。Llizarov牵张成骨方法能够可靠地重建那些原本无法挽救的肢体。 Llizarov方法是一种在骨缺损生物重建中用途广泛但技术要求较高的治疗策略(图1)。它可以同时治疗感染、畸形、肢体不等长,并通过局部骨搬运促进骨生成。其原理是先进行外科低能量截骨(骨皮质切开术),然后经历一段潜伏期,之后以每天不超过1毫米的速度进行牵张,且要分4次完成 。最后,在完成所有骨搬运和对线矫正后进入骨痂巩固期,此时未成熟的再生组织开始骨化。一旦骨骼完全成熟,如果有外固定器,就可以将其拆除。无论采用何种骨搬运方法,都必须遵循这一流程。 ![]() 图1.这些图片展示了使用Llizarov牵张成骨法的4种不同的骨缺损重建策略。A.一名24岁男性,因摩托车碰撞导致72毫米的感染性骨缺损。他通过使用堆叠式六足环固定器进行双焦点骨搬运,成功保住了肢体。B.一名35岁男性,患有118毫米的胫骨骨干缺损,采用髓内针上的钢索和滑轮进行骨搬运治疗。C.全内置技术的示例。一名65岁女性,左大腿意外自伤枪伤。她通过钢板辅助骨搬运成功重建了112毫米的骨缺损,实现了肢体功能重建 。D.一名45岁男性,遭受开放性III B型胫骨骨折。清创后,使用磁控髓内针进行骨搬运,重建了92毫米的骨缺损。 将科学原理与器械区分开来很重要。图1展示了使用Llizarov方法进行的各种形式的骨搬运。采用牵张成骨策略的指征包括大量骨丢失(超过5厘米)、感染、关节周围节段(影响稳定性)、外科医生的经验以及医院的资源支持 。经典的Llizarov骨搬运使用堆叠的Llizarov式环形固定器或六足架(图1A),一个焦点是截骨部位,另一个是对接部位(双焦点骨搬运)。对于大于8厘米的骨缺损,需要特殊考量以缩短使用固定器的时间,即外固定指数。这些特殊方法包括钢板辅助骨搬运(图1C)、髓内针上的钢索滑轮骨搬运(图1B)以及钢索滑轮骨搬运后髓内钉固定(图2)。钢索滑轮骨搬运的主要优点包括在软组织皮瓣周围使用方便、疤痕较少,并且可以进行自动化改造。此外的优点还包括能够加速再生骨的愈合(提高骨愈合指数),并显著降低外固定指数。 ![]() 图2。A,一名29岁男性,存在74毫米的胫骨远端骨缺损。B,采用先延长后钉固定技术进行骨搬运,以实现踝关节融合。C,D,使用髓内棒稳定再生骨。保留六足架,为踝关节融合部位提供持续的压力和稳定性。E,踝关节融合成功。 在考虑如何重建骨缺损时,某些病例和(或)患者可能需要即刻获得结构稳定性,或者由于医学或社会因素,不适合进行长时间的重建。在这些情况下,一些外科医生会选择使用结构性同种异体骨进行重建。同种异体骨在骨科手术中的应用总体上有所增加,尤其在骨软骨缺损的治疗中,但也应用于其他领域。 结构性同种异体骨常用于足踝重建和肿瘤术后重建。最近一项关于结构性同种异体骨用于后足重建的荟萃分析显示,其愈合率为67%,保肢率为92.5%。股骨头是最常用的同种异体骨,主要用于全踝关节置换失败或距骨坏死术后的大型后足缺损。肿瘤切除术后使用同种异体骨进行重建很常见,但不愈合率在0%至53%之间,同种异体骨骨折率在0%至75%之间。同种异体骨的整合仍然是一个挑战。Vercio等人发现,在肿瘤术后使用电动磁性延长钉以压缩模式进行同种异体骨重建时,愈合效果极佳。一些外科医生提出将同种异体骨与血管化骨移植相结合,通常称为Capanna技术或改良Capanna技术 。一种类似的替代方法是将同种异体骨与血管化骨膜相结合,这在动物模型中已显示出有前景的结果。此外,动物模型表明,脉冲式甲状旁腺激素类似物可能有助于同种异体骨的整合。 一般来说,结构性同种异体骨移植在创伤性骨缺损中的应用并不常见。Viale等人将诱导膜技术与结构性同种异体骨移植相结合,用于治疗创伤后10厘米的股骨缺损 。最近,Dheenadhayalan等人对20例患者进行了描述,他们使用结构性同种异体骨,并在宿主-同种异体骨连接处进行自体骨移植,以重建伴有骨缺损的开放性股骨远端骨折。20名患者中有13名顺利实现愈合,除1人外,其余患者在二次手术后均实现愈合。4名患者发生了深部感染。当其他生物重建技术存在禁忌或无法实施时,结构性同种异体骨移植是一种可行的选择。 某些骨缺损可能存在缺损面积过大或生物环境复杂等问题(例如,受辐射的组织,或有瘢痕、多次手术的组织床),使得植骨或牵张成骨不太可能成功。显微外科技术的进步使外科医生能够通过血管蒂移植带或不带软组织的活性骨,来修复这些骨缺损。 1975年,Taylor等人首次报道了游离血管化腓骨移植 。随着时间的推移,游离血管化骨移植的用途和适应证不断扩展。现在可以移植血管化的肋骨、髂嵴、肩胛骨或股骨内侧髁。然而,由于腓骨可获取的长度以及优越的力学性能,它是最常被使用的移植骨。腓骨通常被移植到上肢,因其骨的管径与锁骨、前臂或肱骨的缺损相匹配。腓骨也可用于下肢,但需要额外考虑一些因素。 游离腓骨移植的适应证为:存在骨缺损,且腓骨能够提供足够长度,同时具备维持稳定性的能力,以保证术后可进行活动及按要求负重。患者必须有适合进行显微外科吻合的血管,以及清洁且具有活力的组织床。禁忌证是下肢血管状况不允许获取腓骨的患者。腓骨的血液供应来自腓动脉。偶尔会出现足部血液灌注依赖于腓动脉的情况。可通过磁共振关节造影或传统的下肢血管造影来确定是否存在血管异常。 ![]() 图3.一名35岁男性患者的正位(A)和侧位(B)影像,该患者因左侧肱骨感染性不愈合已接受多次翻修手术。 在上肢游离腓骨移植手术中(图3),有几个因素可以提高手术效果。良好的骨接触和骨间加压是较为理想的状态。在可能的情况下,去除腓骨末端的骨膜,将其削尖,并嵌入原生骨的髓腔内,这样能够提高稳定性和骨接触效果(图4)。这项技术,以及在腓骨末端使用骨移植的方法,已被证明有助于促进愈合 。 ![]() 图4. A、B,与图3为同一患者,第一阶段置入聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥间隔物、清创并使用外固定器及针对性抗生素。C,同侧游离血管化腓骨移植术后6个月。将腓骨套入肱骨以增加稳定性。 在下肢应用时,还存在其他需要考虑的因素。腓骨本身不够粗大,无法单独支撑负重,但随着时间推移,它能够发生肥大 。一些学者已成功运用环形外固定器来支撑下肢,并逐步调整固定架的稳定性,以促进腓骨成功肥大。也可以采用 “双筒” 腓骨重建法来增加表面积,或者将腓骨置于同种异体骨内,以实现愈合和稳定 。 血管化腓骨移植的效果总体良好,愈合率在80%至100%之间,其愈合率可能取决于骨缺损的病因,因肿瘤和感染导致的骨缺损愈合率相对较低 。与其他类型的骨缺损治疗方法相比,游离血管化骨移植主要的问题在于供区并发症。这些并发症可能包括感染、血肿、腓总神经麻痹、骨筋膜室综合征以及步态改变 。 诱导膜(Masquelet)技术由Masquelet发现并首次发表 。该技术依靠制造一种异物诱导的生物活性膜,来保护松质自体骨移植,并刺激新骨生长 。Masquelet技术适用于各种原因导致的骨缺损(图5A、B) 。形成的膜可保护自体移植物不被吸收,维持自体移植物的位置,防止软组织长入骨缺损腔,并保护骨移植物免受患者免疫反应的影响 。该技术仍被视为治疗严重骨缺损的金标准之一。它依赖于一个两阶段的过程 。 ![]() 图5.一名51岁男性的踝关节正位(A)和侧位(B)影像,该患者在多次手术后出现胫骨远端三分之一感染性骨折。C,诱导膜技术第一阶段,切除无活力骨质前患者的临床照片。 首先要对该区域内所有坏死或感染的骨组织、皮肤或肌肉进行彻底清创(图5C)。同样要切除所有滑膜组织、肿瘤或瘢痕组织,以防止在骨缺损腔内再次形成组织或积液。获取培养样本和病理标本,以指导肿瘤治疗或抗生素的使用。此外,应通过钻孔打通髓腔内所有封闭区域,使其恢复通畅 。 稳定性对于移植物最终成功融合至关重要。这可以通过内固定或外固定来实现。清创和骨固定后,骨缺损处应填充聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),使其覆盖骨边缘,从而形成一个从缺损处连通至完整、有活力骨质的大腔隙 。Masquelet最初描述的技术中,PMMA中不添加抗生素,以避免局部抗生素掩盖第一阶段清创不彻底的问题 。Nau等人的研究表明,在PMMA中使用抗生素可抑制细菌接种,同时促进更高的成骨基因表达,目前的治疗策略建议添加抗生素以增强局部细菌清除效果(图6A、B) 。如有必要,在第一阶段治疗中,应通过游离组织移植、局部旋转皮瓣等方式实现软组织的最终闭合。在该手术技术的第二阶段进行骨移植时,稳定、细腻且可活动的软组织包膜至关重要。 ![]() 图6.踝关节正位(A)和侧位(B)影像,显示骨切除及植入含抗生素的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥间隔物后的情况。在髓腔内置入斯氏针,且让骨水泥延伸至有活力的骨边缘,有助于在第二阶段提高间隔物的稳定性并扩大诱导膜面积。C,第二阶段切开前游离组织转移的临床照片。 与不在PMMA骨水泥间隔物中添加抗生素类似,最初的治疗策略避免全身性使用抗生素,以防在软组织清创不彻底的情况下抑制细菌生长 。随着技术的不断发展,现在建议患者在第二阶段手术前,根据培养结果或经验性使用抗生素治疗至少6周,以降低再次感染的风险。 该手术第二阶段的最佳时机是在4到8周之间,这样可使软组织准备就绪、完成抗生素治疗,同时增强诱导膜的强度与生物活性(图6C)。在4周时,诱导膜的生物活性最强,其中血管内皮生长因子、白细胞介素- 6和骨形态发生蛋白- 2的浓度较高,这些因子可刺激骨生长。在整形外科团队切开皮肤或掀起皮瓣后,必须找到诱导膜,将其切开并保留,同时取出骨水泥(图7A、B)。在进行髓内钉固定的情况下,还必须去除第二层膜。除了打通髓腔之外,还应对近端和远端的皮质骨进行修整,以改善骨内膜与骨移植物之间的连通性。手术早期应进行细菌培养、革兰氏染色和冰冻病理检查,以确认骨缺损腔处于无菌状态。若培养结果呈阳性或怀疑存在持续感染,则需进行彻底清创,并再次放置骨水泥间隔物,再等待6周后进行植骨。如果必须进行翻修或最终的手术固定,也应在植骨前完成(图7C、D)。 ![]() 图7. A,掀起皮瓣后可见聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)骨水泥在位。B,髓内钉及诱导膜在位。C为踝关节正位影像,B为侧位影像,均摄于第二阶段术后6个月。 自体骨可取自髂嵴或长骨髓腔。对于较大的骨缺损,骨移植物可按70(自体骨)/30(异体骨)的比例与松质骨碎块混合 。Giannoudis等人介绍,在第二阶段,可在异体骨中添加浓缩骨髓抽吸物,以促进骨愈合 。植骨时应轻轻填充,以便在愈合过程中整个骨缺损腔内都能实现血管化,并且要将诱导膜覆盖在移植物上。伤口应闭合,不放置任何手术引流装置。最终的固定方式决定了患者的负重情况。髓内钉固定可让患者早期负重,而长骨的钢板固定可能需要长达12周的保护性负重,以促进移植物更好地愈合。 据报道,使用Masquelet技术的骨愈合率在70%至90%之间 。最近一项系统评价指出,总体愈合率为87%,感染病例中近95%,非感染病例中为85%。第一阶段使用含抗生素的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、术前感染,以及第一阶段和第二阶段间隔时间少于8 - 12周,均与较高的愈合率相关 。年轻患者、股骨缺损以及抗生素中的骨水泥,是预防骨不愈合和避免额外手术的保护因素 。其他研究报告称,成人初次手术的愈合率为86%,儿童患者为60%。接受额外植骨或其他手术的患者,愈合率可提高至90%。最初的文献报道称,骨缺损长度与愈合率无关,但愈合时间与骨缺损长度相关。每1厘米的骨缺损,愈合时间约为1.24个月,影像学显示的平均愈合时间报道在5个月至14个月不等 。很少有研究探讨诱导膜技术后的功能预后情况。在首批分析之一中,50%的患者仍需使用辅助器械进行活动,15%的患者恢复了运动,只有8%的患者恢复了跑步 。Grün等人使用简明健康调查问卷(SF - 36,分数越高= 功能越好)和下肢功能量表(范围0 - 80分),对接受诱导膜技术治疗的一系列患者的功能预后进行评估。下肢功能量表的中位数为59(15 - 80),SF - 36身体功能总结分数为41.3(24.0 - 56.1),SF - 36精神功能总结分数为56.3(13.5 - 66.2)。 据报道,并发症发生率高达40%,且在大多数情况下,患者会出现不止一种并发症 。感染(21% - 60%)是最常报道的并发症,其主要原因是第一阶段清创不彻底 。骨不连发生率据报道高达11.2%,截肢率在患者中可达4%。Masquelet对法国骨科与创伤外科学会系列患者的研究报告中,评估了患者的骨骼对线情况,结果显示畸形愈合率为17%,其中16%的患者因畸形需要进行矫正手术 。在该系列病例中,手术失败发生在开放性胫骨损伤患者中,且有2名患者伴有血管损伤。有必要进一步研究诱导膜技术,以评估哪些患者对这种治疗策略反应最佳、哪些患者发生并发症的风险最高,以及这些患者的长期功能预后情况。 目前,用于重建创伤后节段性骨缺损的技术已经存在,且成功率较高。这些治疗策略都借鉴了骨科创伤处理的要点:软组织覆盖、骨骼稳定性维持、清除无活力组织,以及在感染病例中使用针对性抗生素。外科医生必须考虑骨缺损的大小、位置以及是否同时存在感染。此外,医生自身的技能、所在机构的资源,以及患者的心理社会状况,对于治疗成功与否都至关重要 。关于这一主题的医学文献仍未能表明哪种特定治疗方案优于其他方案。伊里扎罗夫牵张成骨法、Masquelet(诱导膜)技术、松质骨移植、血管化骨移植以及定制金属植入物,持续为患者提供了成功的保肢选择。以循证医学为导向的研究合作,结合持续的个性化治疗方案,将推动创新,产生更高效的治疗方法。 |
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